50 Hz重复经颅磁刺激调控帕金森病患者脑功能连接的研究

本研究针对帕金森病(PD)运动症状的神经调控难题，探索了50 Hz高频重复经颅磁刺激(rTMS)和间歇性θ爆发刺激(iTBS)对初级运动皮层(M1)和背外侧前额叶皮层(DLPFC)的干预效果。通过62例PD患者的EEG分析发现，两种刺激方案均可调节γ波段功能连接网络拓扑结构，但未改变功率谱。研究为高频rTMS在PD神经调控中的应用提供了新证据，发表在《Clinical Neurophysiology》上。

　　

帕金森病作为一种常见的神经退行性疾病，其核心症状——运动迟缓、震颤和肌强直，与大脑神经电活动的异常密切相关。近年来，科学家们发现这种疾病伴随着"抗运动性"β节律活动的增强和"促运动性"γ节律活动的减弱，这种异常的脑电活动模式成为干预的新靶点。然而，现有的药物治疗虽然能缓解症状，却难以从根本上纠正这种异常的神经电活动模式。正是在这样的背景下，非侵入性脑刺激技术(NIBS)特别是重复经颅磁刺激(rTMS)展现出独特的潜力，它能够直接调节大脑皮层的兴奋性和神经振荡活动，为帕金森病的治疗提供了新思路。

为了探索高频rTMS对帕金森病患者脑功能网络的调控作用，国外研究人员开展了一项创新性研究。这项研究包含三个子研究：一项50 Hz-rTMS安全性研究和两项随机双盲假刺激对照试验，共纳入62例帕金森病患者。研究人员采用50 Hz-rTMS和iTBS两种高频刺激方案，靶向双侧M1和DLPFC区域，通过脑电图(EEG)记录分析刺激前后脑电活动的变化。研究特别关注了功率谱密度(PSD)和基于图论(graph theory)的脑网络拓扑指标，包括聚类系数(cluster coefficient)、局部效率(local efficiency)和模块度(modularity)等，以全面评估刺激对脑功能连接的影响。

研究采用了多项关键技术方法：使用Magstim Rapid刺激器配合90 mm圆形线圈进行rTMS干预；通过21导联EEG系统记录脑电活动；采用EEG-LAB 11/02进行数据预处理；应用Welch方法计算功率谱密度；采用相干性(coherence)和互信息(mutual information)分析功能连接；基于图论构建脑网络并计算拓扑指标；使用线性回归模型进行统计分析，并采用Holm-Bonferroni校正进行多重比较。

研究结果部分，在"PSD"小标题下的发现表明，无论是50 Hz-rTMS还是iTBS，刺激M1或DLPFC后，α、β和γ频段的功率谱均未出现显著变化。这一结果挑战了rTMS能够"夹带"脑电活动的传统假设，提示高频刺激可能通过其他机制发挥作用。

在"拓扑指标"小标题下的结果更为丰富：iTBS干预后在左侧运动皮层(C3)的γ频段发现了三个显著的功能连接变化簇，表现为局部效率和聚类系数的改变。50 Hz-rTMS则引起了更广泛的改变，涉及感觉运动环路中的多个区域，包括右侧前额叶皮层(Fp2)、辅助运动区(Fz-Cz)、右侧DLPFC(F8)、右侧顶叶皮层(P4)和左侧运动皮层(C3)。值得注意的是，这些变化主要出现在第一次干预后，而在第八次干预后不再显著，提示效应可能具有时间依赖性。

讨论部分深入分析了这些发现的科学意义。研究表明50 Hz-rTMS和iTBS能够特异性调节帕金森病患者"促运动性"γ频段的功能连接网络，这种调节主要体现在网络 segregation(分离)特性的改变上。虽然未能证实直接的"夹带"效应，但拓扑结构的变化表明高频rTMS可能通过重塑脑网络连接来发挥作用。特别值得注意的是，双侧刺激比单侧刺激显示出更显著的效果，且优势半球(左侧)的运动皮层表现出更强的反应性，这可能与右利手受试者的皮层表征特点有关。

这项研究具有重要的临床意义。首先，它证实了高频rTMS可以靶向调节帕金森病相关的异常脑网络活动，为开发非药物干预方法提供了理论基础。其次，研究揭示了γ频段功能连接作为潜在治疗靶点的重要性。虽然当前刺激方案尚未显示出显著的临床改善，但这项研究为优化rTMS参数(如刺激频率、强度和靶点选择)提供了重要参考。最后，研究采用的图论分析方法为理解rTMS的神经机制提供了新视角，未来可结合其他神经影像技术进一步探索。

这项发表在《Clinical Neurophysiology》上的研究开辟了帕金森病治疗的新途径。通过严谨的实验设计和创新的分析方法，研究人员证实了高频rTMS对帕金森病患者脑功能网络的特异性调节作用。虽然距离临床应用还有距离，但这项研究为开发基于神经调控的精准治疗方案奠定了重要基础，也为理解帕金森病的神经电生理机制提供了新见解。未来研究可以在此基础上优化刺激参数，探索与其他治疗方法的联合应用，并开发更精准的疗效预测指标。